晶片处理设备和用于减少处理液的散射的方法与流程

晶片处理设备和用于减少处理液的散射的方法
1.相关专利申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0194303号的权益，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种半导体设备，更具体地涉及一种晶片处理设备和一种用于减少处理液的散射的方法。


背景技术：

4.对晶片执行诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、沉积和清洁等各种过程，以制造半导体器件，并且各种晶片处理设备被用于这些过程。由于半导体器件的性能提高，电路图案变得越来越精细和密集，并且晶片表面上残留的污染物(诸如微粒、有机物质和金属等)可能会对半导体器件的特性和生产良率产生重大影响。据此，用于从晶片表面去除各种过程物质和污染物的清洁过程是不可避免的，并且可以在半导体制造工序的每个单一过程中对晶片执行。
5.在晶片清洁过程中，化学处理、冲洗和干燥可以被依次执行。晶片上残留的金属、有机物质、颗粒等在化学处理操作中被去除，晶片上残留的化学物质在冲洗操作中使用冲洗液(诸如去离子(di)水)来去除，并且晶片在干燥操作中使用氮气、有机溶剂(诸如异丙醇(ipa))等来干燥。
6.在清洁过程期间被供应给晶片处理设备中的大多数处理液可以被收集和再利用，但是未收集但被散射的一些物质可能被附着至腔室并且残留在腔室中。在后续晶片处理的处理过程中，这种异物可能会移动到另一晶片或设备，因此可能会引起过程误差。因此，需要一种用于减少处理液的散射的技术。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种晶片处理设备和能够减少晶片处理液的散射的散射减少方法。
8.本发明还提供了一种晶片处理设备以及能够通过减少晶片处理液的散射来防止晶片处理设备的内部污染并且减少过程误差的散射减少方法。
9.本发明还提供了一种晶片处理设备以及能够提供用于在清洁晶片的正面/背面的过程中减少散射的优化的过程环境的散射减少方法。
10.然而，本发明的范围不被限于此。
11.根据本发明的一个方面，提供了一种晶片处理设备，包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供以可旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到晶片的正面和背面；处理室，用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收液体；以及控制器，用于将从所述晶片到所述流入空间的上端的高度控制为，在将所述液体排放到所述晶片的面向所述晶片支撑装置的所述背面的过程中比在将所述液体
排放到所述晶片的所述正面的过程中高。
12.控制器可以确定液体是被排放到晶片的正面还是背面，或者液体是否被排放到晶片的正面和背面，并且将从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度控制为，在将所述液体排放到所述晶片的至少所述背面的过程中比在仅将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程中高。
13.晶片支撑装置可以包括：固定支撑板，位于中央区域中，并且在其上安装有用于将液体排放到晶片背面的背面液体排放器；以及旋转支撑板，位于固定支撑板的外部区域中以支撑和旋转晶片。
14.用于支撑晶片背面的至少部分的支撑销和用于支撑晶片边缘的至少部分的卡盘销可以被安装在旋转支撑板上，并且在晶片和旋转支撑板之间可以形成空间。
15.处理室可以包括沿着竖直方向设置的多个收集桶，并且多个收集桶中的相邻的两个收集桶之间的空间可以被提供为流入空间。
16.控制器可以控制多个收集桶中的至少一个的高度，以使得由晶片支撑装置支撑的晶片的水平平面的高度对应于流入空间的范围。
17.每个收集桶可以包括侧壁以及从侧壁的上端向内且沿对角向上延伸的上壁。
18.控制器可以控制在形成流入空间的两个收集桶中被提供在较高位置处的收集桶的高度，以使得由晶片支撑装置支撑的晶片的水平平面的高度对应于流入空间的范围内的收集桶的上壁。
19.控制器可以控制最大提升高度，以使得由晶片支撑装置支撑的晶片的水平平面的高度不低于在形成流入空间的两个收集桶中被提供在较高位置处的收集桶的侧壁的上端。
20.晶片处理设备还可以包括被对应地连接至多个收集桶以提升收集桶的升降机。
21.收集桶可以由升降机单独提升，并且当多个收集桶中的被提供在第一收集桶上方的第二收集桶被升高的距离大于第一收集桶被升高的距离时，流入空间的高度可以被增加一距离差。
22.当被连接至多个收集桶中的第一收集桶的第一升降机被驱动以升高第一收集桶时，被提供在第一收集桶上方的第二收集桶可以被堆叠在所述第一收集桶上并与所述第一收集桶一起升高。
23.控制器可以确定晶片的表面的性质，并且与晶片的表面亲水的情况相比，在晶片的表面疏水的情况下，将从晶片到流入空间的上端的高度控制为更高。
24.晶片处理设备还可以包括用于提升晶片支撑装置的支撑驱动装置，并且通过将在将液体排放至晶片的背面的过程中的晶片的高度控制成低于在将液体排放至晶片的正面的过程中的高度来将从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度控制得更高。
25.晶片处理设备还可以包括位于处理室的上部处以感测液体被散射的量的散射传感器，并且控制器可以基于从散射传感器接收的散射数据信号，控制从晶片到流入空间的上端的高度。
26.控制器可以基于晶片支撑装置的旋转速度、来自液体排放器的液体的排放量和来自液体排放器的液体的排放速度中的至少一个，来控制从晶片到流入空间的上端的高度。
27.根据本发明的另一方面，提供了一种用于减少晶片处理设备中的处理液的散射的方法，该晶片处理设备包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供以可旋转；液体排放
器，用于将用于处理的液体排放到晶片的正面和背面；以及处理室，用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收液体，该方法包括：将从晶片到流入空间的上端的高度控制为，在将液体排放到晶片的背面的过程中比在将液体排放到晶片的正面的过程中高。
28.处理室的提升高度可以被控制成使得由晶片支撑装置支撑的晶片的水平平面的高度不低于形成流入空间的处理室的侧壁的上端。
29.在将液体排放到晶片的背面的过程之前，晶片的表面的性质可以被确定，并且从晶片到流入空间的上端的高度可以被控制为，在晶片的表面疏水的情况下比在晶片的表面亲水的情况下高。
30.根据本发明的另一方面，提供了一种晶片处理设备，用于减少在将液体排放到晶片的背面的过程中液体的散射，该晶片处理设备包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供为可旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到晶片的正面和背面；处理室，用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收液体；以及控制器，用于将从晶片到流入空间的上端的高度控制为，在将液体排放到晶片的面向晶片支撑装置的背面的过程中比在将液体排放到晶片的正面的过程中高，其中处理室包括多个收集桶，该多个收集桶沿着竖直方向来设置，并且每个收集桶包括侧壁以及从侧壁的上端向内且沿对角向上延伸的上壁，并且其中控制器控制最大提升高度，以使得由晶片支撑装置支撑的晶片的水平平面的高度不低于在形成流入空间的两个收集桶中被提供在较高位置处的收集桶的侧壁的上端。
附图说明
31.本发明的以上和其他特征和优点将通过参照所附附图对其实施例进行详细描述而变得更加明显，其中：
32.图1是根据本发明的实施例的晶片处理系统的平面图；
33.图2是根据本发明的实施例的晶片处理系统的剖视图；
34.图3和图4是示出了根据本发明的实施例的提升处理室的操作的剖视图；
35.图5是晶片支撑装置的透视图；
36.图6是图5的晶片支撑装置的剖视图；
37.图7是示出了根据本发明的实施例的、处理液被排放到晶片的正面的示意图；
38.图8是示出了在处理液被排放到晶片的背面的情况下的问题的示意图；
39.图9是示出了根据本发明的实施例的、处理液被排放到晶片的背面的示意图；
40.图10是示出了根据本发明的实施例的、用于控制处理室的最大提升高度的处理液排放状态的示意图；以及
41.图11是示出了根据本发明的实施例的、由控制器控制以减少处理液在晶片处理过程中的散射的示意图。
具体实施方式
42.在下文中，本发明将通过参照所附附图解释本发明的实施例来详细描述。
43.然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文列出的实
施例；相反，这些实施例被提供，使得本公开将是彻底且完整的，并且将本发明的概念充分传达给本领域的普通技术人员。在附图中，为了清晰或便于解释起见，层的厚度或尺寸被夸大了。
44.本发明的实施例在本文中参照本发明的理想化实施例(和中间结构)的示意性图示来描述。据此，由于例如制造技术和/或公差而导致的图示形状的变化将被预计到。因此，本发明的实施例不应被解释为限于本文图示的区域的特定形状，而是包括例如由于制造而导致的形状偏差。
45.图1是根据本发明的实施例的晶片处理系统10的平面图。
46.参照图1，晶片处理系统10包括索引模块100和处理模块200。索引模块100包括装载端口120和传输框架140。装载端口120、传输框架140和处理模块200可以被依次布置。在本说明书中，装载端口120、传输框架140和处理模块200被布置的方向被称为第一方向12(或x轴方向)，从上面查看时垂直于第一方向12的方向被称为第二方向14(或y轴方向)，并且垂直于包括第一方向12和第二方向14的平面(即，xy平面)的方向被称为第三方向16(或z轴方向)。
47.包含晶片w的载体130位于装载端口120上。多个装载端口120可以沿着第二方向14设置。装载端口120的数量可以取决于处理模块200的处理效率、生产效率等增加或减少。每个载体130可以使用前开式传送盒(foup)，并且包括用于水平地保持多个晶片w的狭槽。
48.处理模块200包括缓冲单元220、传输室240和过程室260。传输室240可以平行于第一方向12延伸，并且过程室260可以被设置在传输室240的纵向方向上的两侧。一些过程室260可以被彼此堆叠。同时，过程室260可以仅被设置在传输室240的一侧。
49.缓冲单元220被设置在传输框架140和传输室240之间，以提供晶片w在传输框架140与传输室240之间传输之前停留的空间。缓冲单元220包括设置晶片w的狭槽。缓冲单元220可以被提供以相对于传输框架140和传输室240开放或关闭。
50.传输框架140可以在载体130和缓冲单元220之间传输晶片w。传输框架140被提供有索引轨142和索引机器人144。索引轨142可以平行于第二方向14延伸，并且索引机器人144可以被安装在索引轨142上以沿着第二方向14移动。索引机器人144包括底座144a、主体144b和索引臂144c。底座144a被提供以可以沿索引轨142移动。主体144b被耦接至底座144a，并且被提供以在底座144a上能够旋转并且沿着第三方向16能够移动。索引臂144c被耦接至主体144b，并且被提供以可以移动远离主体144b或可以朝着主体144b移动。多个索引臂144c可以被提供并且被单独驱动。每个索引臂144c可以被用于将晶片w从载体130传输到处理模块200，或从处理模块200传输到载体130。
51.传输室240在缓冲单元220和过程室260之间或者在过程室260之间传输晶片w。传输室240被提供有导轨242和主机器人244。导轨242可以平行于第一方向12延伸，并且主机器人244可以被安装在导轨242上以沿着第一方向12移动。主机器人244包括底座244a、主体244b和主臂244c。底座244a被提供以可以沿着导轨242移动。主体244b被耦接至底座244a，并且被提供以在底座244a上可旋转并且沿着第三方向16可移动。主臂244c被耦接至主体244b，并且被提供以可以移动远离主体244b或可以朝着主体244b移动。多个主臂244c可以被提供并且单独驱动。
52.过程室260被提供有用于对晶片w执行过程的晶片处理设备300(参见图2)。取决于
要被执行的过程，晶片处理设备300可以具有不同的结构。同时，过程室260中的晶片处理设备300可以具有相同的结构，或者属于同一组的过程室260中的晶片处理设备300可以具有相同结构。
53.晶片处理设备300对晶片w执行液体处理。虽然对晶片w执行的液体处理过程在本说明书中被设定为清洁过程，但液体处理过程不被限于此，并且本发明还适用于蚀刻过程、光刻过程等。
54.图2是根据本发明的实施例的晶片处理系统300的剖视图。
55.参照图2，晶片处理设备300包括壳体310、处理室320、升降机330、晶片支撑装置340、支撑驱动装置350、底座360、液体排放器370、气流供应器380和控制器390。
56.壳体310提供内部空间。可以在壳体310的一侧提供开口(未示出)，以便被用作晶片w的通道。门(未示出)可以被安装在开口上，以开放或关闭开口。在晶片处理过程中，开口被关闭以密封壳体310的内部空间。通风管313、314和315可以被提供在壳体310的一侧，以排出壳体310中形成的气流。处理室320和底座360内部形成的气流可以通过通风管312和314排出，并且外部形成的气流可以通过通风管315驱离。
57.处理室320提供执行晶片处理过程的空间。处理室320具有开放式顶部。处理室320包括多个收集桶322、324和326。虽然在本发明的实施例中设定三个收集桶，例如第一收集桶322、第二收集桶324和第三收集桶326，但收集桶的数量可以增加或减少。收集桶322、324和326沿着竖直方向(或第三方向16)彼此间隔开。收集桶322、324和326可以被彼此竖直堆叠。第一收集桶322、第二收集桶324和第三收集桶326可以收集在过程中使用的不同处理液。处理室320提供在竖直方向(或第三方向16)上形成的一个或多个流入空间r1、r2和r3，以接收晶片处理之后的处理液。
58.第一收集桶322可以被设置为包围晶片支撑装置340，第二收集桶324可以被设置为包围第一收集桶222，并且第三收集桶326可以被设置为包围第二收集桶324。收集桶322、324和326以圆环形状提供。第一收集桶322的内部空间r1、第一收集桶322和第二收集桶324之间的空间r2以及第二收集桶324和第三收集桶326之间的空间r3用作引入处理液的流入空间r1、r2和r3。收集管323、325和327可以从收集桶322、324和326的底表面322d、324d和326d向下延伸，以排出被分别引入流入空间r1、r2和r3中的处理液。收集管323、325和327通过壳体310的通风管313和底座360的通风管367延伸到外部。排出的处理液可以通过外部处理液再利用系统(未示出)进行再利用。
59.收集桶322、324和326分别包括侧壁322a、324a和326a、上壁322b、324b和326b、突起322c、324c和326c以及底表面322d、324d和326d。侧壁322a、324a和326a以圆环形状提供。上壁322b、324b和326b以环形提供，从侧壁322a、324a和326a的上端向内且沿对角方向向上延伸。突起322c、324c和326c以环形提供，从上壁322b、324b和326b的上端向下延伸。底表面322d、324d和326d从侧壁322a、324a和326a的下端向内延伸。第一收集桶322还包括引导壁322e，该引导壁322沿着向下方向与上壁322b间隔开，并且从底表面322d向上且向外延伸，以形成内部空间r1。孔ah被形成在引导壁322e中，以提供用于通过通风管314排出被引入内部空间r1中的气流的路径。
60.升降机330被耦接至收集桶322、324和326，以提升收集桶323、324和326。第一升降机332被连接至第一收集桶321，第二升降机334被连接至第二收集桶324，并且第三升降机
336被连接至第三收集桶326。
61.第一升降机332包括第一升降机底座332a、332b、332c和332d以及第一驱动单元333。第一升降机底座包括收集桶支撑装置332a、驱动连接器332b、竖直连接器332c和法兰332d。收集桶支撑装置332a从第一收集桶322下方平行于底座360的壁363延伸，以具有几乎u形的横截面。驱动连接器332b可以从收集桶支撑装置332a的一端水平地向外延伸，并且被支撑在底座360的壁363上。竖直连接器332c可以具有被连接至驱动连接器332b的上端以及被连接至法兰332d的下端，以接收来自第一驱动单元333的用于竖直运动的驱动力。第一驱动单元333包括驱动轴333a和驱动装置333b。驱动轴333a接收从驱动装置333b生成的用于竖直运动的驱动力，并且在竖直方向上被移动或伸展，以将用于竖直运动的驱动力传递给法兰332d。
62.第二升降机334包括第二升降机底座334a、334b、334c和334d以及第二驱动单元335。第二升降机底座包括收集桶支撑装置334a、驱动连接器334b、竖直连接器334c和法兰334d。收集桶支撑装置334a从第二收集桶324下方平行于底座360的壁363延伸，以具有几乎u形的横截面。驱动连接器334b可以从收集桶支撑装置334a的一端水平向外延伸，并且被支撑在第二升降机332的驱动连接器332b上。竖直连接器334c可以具有被连接至驱动连接器334b的上端和被连接至法兰334d的下端，以接收来自第二驱动单元335的用于竖直运动的驱动力。第二驱动单元335包括驱动轴335a和驱动装置335b。驱动轴335a接收从驱动装置335b生成的用于竖直运动的驱动力，并且在竖直方向上被移动或伸展，以将用于竖直运动的驱动力传递给法兰334d。
63.第三升降机336包括第三升降机底座336a、336b、336c和336d以及第三驱动单元337。第三升降机底座包括收集桶支撑装置336a、驱动连接器336b、竖直连接器336c和法兰336d。收集桶支撑装置336a从第三收集桶326下方平行于底座360的壁363延伸，以具有几乎u形的横截面。驱动连接器336b可以从收集桶支撑装置336a的一端水平向外延伸，并且被支撑在第二升降机334的驱动连接器334b上。竖直连接器336c可以具有被连接至驱动连接器336b的上端和被连接至法兰336d的下端，以接收来自第三驱动单元337的用于竖直运动的驱动力。第三驱动单元337包括驱动轴337a和驱动装置337b。驱动轴337a接收从驱动装置337b生成的用于竖直运动的驱动力，并且在竖直方向上被移动或伸展，以将用于竖直运动的驱动力传递给法兰336d。
64.图3和图4是示出了根据本发明的实施例的提升处理室320的操作的剖视图。
65.参照图3，根据实施例的处理室320的高度可以被控制成使得流入空间r1可以收集处理液。例如，为了收集化学处理液，流入空间r1可以被控制以与晶片w的高度对应。当第一升降机332的第一驱动单元333被驱动时，驱动轴333a的上端被升高。驱动轴333a将用于向上运动的驱动力f1传递给第一升降机底座332a、332b、332c和332d。被连接至第一升降机底座332a、332b、332c和332d的第一收集桶322被升高与驱动力f1相对应的高度，以使流入空间r1与晶片w的高度对应。
66.因为第二收集桶324和第三收集桶326被堆叠在第一收集桶322上，所以第二收集桶324和第三收集桶326可以与第一收集桶222一起被升高，而无需从第二升降机334和第三升降机336接收驱动力f2和f3。备选地，第二收集桶324和第三收集桶326可以通过仅将小于驱动力f1的某些驱动力f2和f3传递给第二升降机底座334a、334b、334c和334d以及第三升
降机底座336a、336b、336c和336d来升高。
67.同时，与图2的图示不同，第二驱动单元335可以被设置在第一升降机332的法兰332d上，并且第三驱动单元337可以被设置在第二升降机334的法兰334d上。在这种情况下，当第一升降机332的驱动轴333a的上端被升高时，法兰332d可以被升高，并且第二升降机334也可以被升高。同时，被设置在第二升降机334的法兰334d上的第三升降机336也可以被升高。即，当较低位置处的升降机被驱动时，上部位置处的升降机可以被一起升高，并且当较低位置处的收集桶被升高时，上部位置处的收集桶也可以被升高。
68.参照图4，根据另一实施例的处理室320的高度可以被控制成使得流入空间r3'可以收集处理液。例如，为了收集用作处理液的去离子(di)水，流入空间r3'可以被控制以对应于晶片w的高度。因为流入空间r3'被提供为第二收集桶324和第三收集桶326之间的空间，所以第二升降机334和第三升降机336可以被驱动以形成流入空间r3'。具体地，考虑到处理液的量、排放速度、晶片旋转速度等，流入空间r3'可以被提供为更大的空间。为了提供大于图3的流入空间r3的流入空间r3'，第三收集桶326可以被升高到更高的位置。当第二收集桶324被升高的距离大于第三收集桶326被升高的距离时，流入空间r3'的高度被增加了距离差。
69.由于第二收集桶324限定了流入空间r3'的下限，因此第二收集桶324的上壁324b的上端可以被控制，以对应于晶片支撑装置340的高度。第二升降机334传递特定的驱动力f2以调整第二收集桶324的高度。由于第三收集桶326限定了流入空间r3'的上限，因此第三收集桶326的上壁326b的上端的高度被调整为更高，以提供更大的流入空间r3'。第三升降机336传递大于图3的驱动力f3的驱动力f3，以调整第三收集桶326的高度。
70.如上所述，升降机330可以单独调整收集桶322、324和326的高度。因此，取决于过程，与晶片w相对应的流入空间r1、r2或r3的位置可能会被改变，并且流入空间r1、r2或r3的尺寸也可能会被改变。
71.图5是晶片支撑装置340的透视图。图6是图5的晶片支撑装置340的剖视图。
72.参照图5和图6，晶片支撑装置340在壳体310的内部空间中支撑和旋转晶片w。晶片支撑装置340被设置在处理室320的内部空间中。晶片支撑装置340包括旋转支撑板341和固定支撑板342。
73.当从上面查看时，旋转支撑板341具有几乎圆形的上边缘。旋转支撑板341位于固定支撑板342的外部区域中。旋转支撑板341由支撑驱动装置350旋转。支撑销346和卡盘销347被提供在旋转支撑板341上。
74.多个支撑销346被提供在旋转支撑板341的上表面的边缘区域上，并且以一定间隔彼此间隔开。支撑销346从旋转支撑板341的上表面向上突出，以支撑晶片w的背面。晶片w由支撑销346支撑，以便与旋转支撑板341的上表面间隔开，并且提供空间，在该空间中将处理液喷涂到晶片w的暴露的背面。
75.从旋转支撑板341的中心轴线开始，多个卡盘销347被提供和设置在支撑销346的外部。卡盘销347从旋转支撑板341的上表面向上突出。卡盘销347支撑晶片w的边缘，以防止在旋转支撑板341被旋转时晶片w从其位置横向错位。卡盘销347被提供以可以沿着旋转支撑板341的半径方向在备用位置和支撑位置之间移动。当晶片w被装载到晶片支撑装置340上或从晶片支撑装置340卸载时，卡盘销347位于支撑位置之外的备用位置处。当过程对晶
片w执行时，卡盘销347位于支撑位置处。
76.当从上面查看时，固定支撑板342具有几乎圆形的上边缘。固定支撑板342位于晶片支撑装置340的中央区域中。液体排放器343(或背面液体排放器343)被安装在固定支撑板342上。
77.液体排放器343(或背面液体排放器343)向晶片w的背面供应处理液。例如，诸如di水等清洁液可以从液体排放器343排放，以清洁晶片w的背面。液体排放器343的喷嘴被提供以穿透固定支撑板342。多个喷嘴可以被提供。背面液体供应管344可以从晶片支撑装置340下方穿过支撑驱动装置350，并且被连接至液体排放器343。来自外部背面液体供应系统(未示出)的处理液可以穿过背面液体供应管344，并且从液体排放器343排放。
78.支撑驱动装置350可以旋转或提升晶片支撑装置340。支撑驱动装置350被连接至晶片支撑装置340的旋转支撑板341。支撑驱动装置350包括驱动轴352和驱动装置354。驱动轴353由驱动装置354旋转，以将旋转支撑板341旋转。另外，驱动轴352可以由驱动装置354在竖直方向上移动或伸展，以调整晶片支撑装置340的高度。
79.再参照图2，底座360以圆筒形形状提供，包围处理室320并且具有开放式顶部。底座360包括底部361和壁363。底座360以杯形提供。提供盘形底部361，并且底部361可以被连接至通风管365。壁363从底部361的边缘沿着垂直方向延伸。底座360可以由具有高耐酸性的树脂材料制成。底座360基本上用作整个处理室320的外壁。排出气流的通风管365和367被提供在底部361中。
80.液体排放器370(或正面液体排放器370)在晶片处理过程中向晶片w供应处理液。液体排放器370将处理液供应给晶片w的正面。例如，诸如异丙醇(ipa)等有机溶剂可以从液体排放器370排放，以干燥晶片w的正面。液体排放器370包括喷嘴支撑杆372、喷嘴支撑轴374、喷嘴驱动构件376和喷嘴378。喷嘴支撑轴374沿着第三方向16延伸，并且喷嘴驱动构件376被耦接至喷嘴支撑轴374的下端。喷嘴驱动构件376旋转和提升喷嘴支撑轴374。喷嘴支撑杆372被连接至喷嘴支撑轴374的上端。喷嘴378被安装在喷嘴支撑杆372的端部。由于通过喷嘴驱动构件376驱动，喷嘴378被移动到处理位置和备用位置。处理位置是喷嘴378位于晶片w上方的位置，备用位置是喷嘴378从处理室320上方错位的位置。喷嘴378可以将处理液供应给晶片w的正面。可以提供多个喷嘴378。
81.气流供应器380在壳体310的内部空间中形成下降气流。气流供应器380包括风扇382、气流供应管线384和过滤器386。风扇382被安装在壳体310的上侧，以在壳体310的内部空间中形成下降气流。气流供应管线384向壳体310中供应外部空气。过滤器386过滤空气中包括的杂质。
82.控制器390控制升降机330、液体排放器343(或背面液体排放器343)、支撑驱动装置350和液体排放器370(或正面液体排放器370)。控制器390的具体控制操作将在下面描述。
83.根据实施例，处理液可以被供应给(1)仅晶片w的正面，(2)仅晶片w的背面，或(3)晶片w的正面和背面。当使用诸如ipa等有机溶剂执行干燥过程时，处理液仅被供应给晶片w的正面。另外，当处理液被供应给晶片w的正面时，因为处理液可能残留在晶片w的边缘处，所以处理液也被应用于背面，以防止污染晶片w。备选地，当使用di水执行清洁时，处理液可以仅被供应给晶片w的背面。
84.图7是示出了根据本发明的实施例的、处理液l1被排放到晶片w的正面的示意图。
85.参照图7，喷嘴378被竖直地定位在晶片w的上方，以排放处理液l1。排放的处理液l1与晶片w的正面碰撞，然后被散射为液滴d1。散射的液滴d1被引入到处理室320的流入空间r3中(d1
→
d1')，并且被收集。当晶片w的正面被清洁时，控制器390可以控制升降机330以调整收集桶324和326的高度，并且控制流入空间r3以与晶片w的高度对应。
86.图8是示出了处理液l2被排放到晶片w的背面的情形中的问题的示意图。
87.参照图8，处理液l2可以从液体排放器343被排放，该液体排放器343与晶片w的背面间隔开。被排放的处理液l2与晶片w的背面碰撞，然后被反弹并且散射为液滴d2。散射的液滴d2被引入到处理室320的流入空间r3中(d2
→
d2')，并且被收集。当晶片w的背面被清洁时，控制器390可以控制升降机330以调整收集桶324和326的高度，并且控制流入空间r3以与晶片w的高度对应。
88.然而，与晶片w的正面的清洁过程不同，当背面被清洁时，更多液滴d2”可能沿第三方向16(即，竖直方向)被散射。可以认为，之所以出现这种结果，是因为由于由旋转晶片w形成的上升气流，从晶片w的背面中心向外移动的散射液滴d2沿着竖直方向散射，或者因为液滴d2在晶片w的背面和液体排放器343之间的相对狭窄的空间中碰撞，以形成精细的散射液滴d2”。
89.根据实施例，基于正面/背面的流量条件来测试散射速率。水敏纸被附着至上壁326b的一端，以将水敏纸的下端定位得比晶片w的水平平面的高度高6mm。晶片w以1000rpm旋转，并且di水被供应给正面/背面10秒。正面的流量被固定为800sccm。与水敏纸碰撞的液滴数量被测量。
90.[表1]
[0091][0092]
参照表1，示出了当晶片w的背面的流量被提高时，沿竖直方向散射的液滴数量也被增加。最终，在向晶片w的背面供应处理液的过程中，晶片处理设备300的内部被未收集到处理室320中而沿竖直方向散射的液滴d2”污染的概率增加。
[0093]
图9是示出了根据本发明的实施例的、处理液l2被排放到晶片w的背面的示意图。尽管图9示出了处理液l2仅被排放到晶片w的背面，但本发明同样适用于将处理液l1排放到晶片w的正面而处理液l2被排放到背面的过程。
[0094]
本发明的特征在于，在将处理液l2排放到晶片w的背面的过程中，与将处理液l1排放到晶片w的正面的过程相比，控制器390将从晶片w到所述流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高。在将处理液l1排放到晶片w的正面的过程中，流入空间r1、r1或r3的尺寸可以基于过程进行预设或调整。与在晶片w的正面过程中的流入空间r1、r2或r3相比，控制器390可以将从晶片w到晶片w的背面过程中的流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高，这是基于过程来预设的或调整的。为了收集未被引入到处理室320但沿第三方向16散射的
液滴d2”，控制器390可以控制以升高流入空间r1、r2或r3的上端，而不是降低流入空间r1、r2或r3的下端。将从晶片w到流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高的构思还可以包括通过降低晶片w来将至流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制得相对较高。
[0095]
参照图9，控制器390确定过程类型。最初，控制器390确定处理液是否被排放，并且基于处理液的类型，控制收集桶322、324和326中的至少一个的高度，使得流入空间r1、r2和r3中的一个对应于晶片w的水平平面的高度。
[0096]
然后，控制器390确定处理液是被排放到晶片w的正面、背面还是正面和背面两者。当将处理液排放到晶片w的至少背面的过程被包括在内时，与仅将处理液排放到晶片w的正面的过程相比，控制器390将从晶片w到流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高。
[0097]
根据实施例，在第二收集桶324和第三收集桶326之间提供的流入空间r3的上端的高度可以被增加(h1
→
h2)以确保更大的流入空间r3'。控制器390可以控制第三升降机336，以使得第三驱动单元337的驱动轴337a增加第三收集桶326的高度。通过具有增加的高度(h1
→
h2)的流入空间r3'，沿竖直方向散射的液滴d2”被收集到流入空间r3'中的概率增加。因此，从处理室320散射出的液滴数量可以被减少，并且晶片处理设备300的污染概率也可以被降低。
[0098]
图10是示出了根据本发明的实施例的、用于控制处理室320的最大提升高度的处理液排放状态的示意图。与图9的实施例一样，图10的实施例是基于第三收集桶326的高度来描述的。
[0099]
当流入空间r3'的上端的高度被增加时，散射的液滴d2”可以被有效地收集。然而，第三收集桶326的高度无法被无限制地增加。图10示出了第三收集桶326的高度被进一步增加，以相比图9进一步增加流入空间r3”的高度(h2
→
h3)。在这种情况下，沿竖直方向散射的液滴d2”被收集到流入空间r3”中的概率可能会增加。然而，当第三收集桶326被过度升高时，到达第三收集桶326的侧壁326a而不是对角上壁326b的液滴d2的数量被增加。这是因为随着第三收集桶326的进一步升高，侧壁326a增大，以对应于晶片w的水平平面的高度wh。液滴d2'被稳定地引入流入空间r3”中，并且到达上壁326b的液滴d2”可以沿着对角上壁326b向下流动并且被收集。相反，移动到侧壁326a并且与侧壁326碰撞并且在侧壁326a上被反弹的液滴d2'a可能会再次向上散射(d2'b)，以从流入空间r3”逸出(参见箭头方向)。即，液滴d2从竖直侧壁326a的较大区域反弹和散射(d2'a
→
d2'b)，因此更多的液滴从流入空间r3”逸出。
[0100]
因此，控制器390可以限制流入空间r3'的最大提升高度。控制器390可以将最大提升高度控制到晶片w的水平平面的高度wh(参见图10)对应于第三收集桶326的至少上壁326b的程度。换言之，提升高度可以被控制成使得晶片w的水平平面的高度wh对应于第三收集桶326的上壁326b，该第三收集桶326在流入空间r3'的范围内、在形成流入空间r3'的两个收集桶(例如第二收集桶324和第三收集桶326)中被设置在更高位置处。从另一角度来看，控制器390可以控制最大提升高度，以使得晶片w的水平平面的高度wh不低于第三收集桶326的侧壁326a的上端wt。例如，在使用300mm晶片作为晶片w以在表1的上述条件下执行过程的晶片处理设备300中，考虑到上壁326b的高度被设置为约20mm，收集桶326的最大提升高度可以被设置在小于或等于40mm(并且大于0mm)的范围内。
[0101]
根据本发明的实施例，考虑到晶片支撑装置340的旋转速度、来自液体排放器343
或370的处理液的排放量或排放速度等，控制器390可以控制从晶片w到流入空间r3的上端的高度。例如，当晶片支撑装置340的旋转速度被增大时，或者当处理液的排放量或排放速度被增大时，从晶片w到流入空间r3的上端的高度可以被控制为更高。
[0102]
根据本发明的另一实施例，控制器390可以确定晶片w的表面的性质。晶片w的表面可以是亲水或疏水的。晶片w的表面的性质可以基于晶片处理过程预定，并且由控制器390引用。例如，当处理液为di水时并且当晶片w的表面亲水时，由于处理液的碰撞而导致的液滴散射可能不明显。相反，当处理液为di水时并且当晶片w的表面疏水时，由于处理液的碰撞而导致的液滴散射可能显著。当液滴的散射被增加时，从晶片w到流入空间r3'的上端的高度可以被控制为更高。据此，当晶片w的表面疏水时，与晶片w的表面亲水的情况相比，控制器390可以将从晶片w到流入空间r3'的上端的高度控制为更高。
[0103]
根据本发明的另一实施例，控制器390可以在将处理液排放到晶片w的背面的过程中控制晶片支撑装置340的高度。与将处理液排放到晶片w的正面的过程相比，控制器390可以在将处理液排放到晶片w的背面的过程中将晶片支撑装置340的高度控制得更低。流入空间r3的高度可以被恒定地维持。当晶片支撑装置340的高度被减小时，从晶片w到流入空间r3的上端的高度被相对增加，因此，收集沿竖直方向散射的液滴d2”的概率也增大。另外，当晶片支撑装置340的高度被控制得更低时，第三收集桶326也可以如图9所示被升高，以将流入空间r3'的上端的高度控制为更高。备选地，当晶片支撑装置340的高度被控制得更低时，第二收集桶324也可以被降低，以将流入空间r3'的总高度控制为更高。
[0104]
根据本发明的另一实施例，如图8和图9所示，散射传感器395可以被进一步安装在处理室320上。散射传感器395可以被安装在处理室320的上部处，以感测从处理室320逸出的散射液滴。散射传感器395可以感测散射液滴的量。散射传感器395可以通过使用诸如照相机等测量工具(未示出)来直接感测被附着至其表面的液滴的量，或感测被附着至其表面的液滴的量、数量等。控制器390可以基于在过程期间从散射传感器395接收到的散射数据信号来控制流入空间r3的上端的高度。
[0105]
图11是示出了根据本发明的实施例的、由控制器390控制以减少处理液在晶片处理过程中的散射的示意图。
[0106]
最初，控制器390确定处理液是否被排放到晶片w的背面(s10)。控制器390确定处理液是被排放到(1)晶片w的正面，(2)晶片w的背面，还是(3)晶片w的正面和背面。将处理液排放到晶片w的背面的过程包括过程(2)和(3)。
[0107]
然后，当确定处理液被排放到晶片w的至少背面时，控制器390将从晶片w到流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高(s20)。控制器390控制处理室320的收集桶322、324或326的高度，以将从晶片w到流入空间r1、r2或r3的上端的高度控制为更高。
[0108]
可选地，控制器390可以确定晶片w的表面的性质(s15)。当晶片w的表面亲水时，与晶片w的表面是疏水的情况相比，从晶片w到流入空间r1、r2或r3的上端的高度可以被控制为更高。
[0109]
然后，控制器390控制流入空间r1、r2或r3的上端的最大提升高度(s30)。控制器390可以控制最大提升高度，以使得晶片w的水平平面的高度wh对应于收集桶324或326的上壁324b或326b，该收集桶324或326在流入空间r1、r2或r3的范围内、在形成流入空间r1、r2或r3的两个收集桶322和324或者324和326中被提供在较高位置处。
[0110]
可选地，控制器390可以参照散射数据来控制处理室320的提升(s25)。控制器390可以基于散射数据控制流入空间r1、r2或r3的上端的高度和最大提升高度，该散射数据包括从散射传感器395接收到的散射液滴的量、数量等。
[0111]
如上所述，根据本发明的实施例，可以提供一种晶片处理设备和能够减少晶片处理液的散射的散射减少方法。
[0112]
此外，根据本发明的实施例，晶片处理设备的内部污染可以被防止，并且过程误差可以通过减少晶片处理液的散射来减少。
[0113]
另外，根据本发明的实施例，用于减少散射的优化的过程环境可以在清洁晶片的正面/背面的过程中提供。
[0114]
然而，本发明的范围不限于以上效果。
[0115]
虽然本发明已经参照其实施例具体示出和描述，但是本领域的普通技术人员将理解，形式和细节上的各种改变可以在不脱离由权利要求定义的本发明的范围的情况下进行。

技术特征：
1.一种晶片处理设备，包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供为能够旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到所述晶片的正面和背面；处理室，所述处理室用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收所述液体；以及控制器，用于将从所述晶片到所述流入空间的上端的高度控制为，在将所述液体排放到所述晶片的面向所述晶片支撑装置的所述背面的过程中比在将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程中高。2.根据权利要求1所述的晶片处理设备，其中所述控制器确定所述液体是被排放到所述晶片的所述正面还是背面，或者所述液体是否被排放到所述晶片的所述正面和背面，并且将从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度控制为，在将所述液体排放到所述晶片的至少所述背面的过程中比在仅将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程中高。3.根据权利要求1所述的晶片处理设备，其中所述晶片支撑装置包括：固定支撑板，位于中央区域中，并且在其上安装有用于将液体排放到所述晶片的所述背面的背面液体排放器；以及旋转支撑板，位于所述固定支撑板的外部区域中以支撑和旋转所述晶片。4.根据权利要求3所述的晶片处理设备，其中用于支撑所述晶片的所述背面的至少部分的支撑销和用于支撑所述晶片的边缘的至少部分的卡盘销被安装在所述旋转支撑板上，并且其中在所述晶片与所述旋转支撑板之间形成空间。5.根据权利要求1所述的晶片处理设备，其中所述处理室包括沿着竖直方向设置的多个收集桶，以及其中所述多个收集桶中的相邻的两个收集桶之间的空间被提供为所述流入空间。6.根据权利要求5所述的晶片处理设备，其中所述控制器控制所述多个收集桶中的至少一个的高度，以使得由所述晶片支撑装置支撑的所述晶片的水平平面的高度对应于所述流入空间的范围。7.根据权利要求5所述的晶片处理设备，其中每个收集桶包括侧壁以及从所述侧壁的上端向内且沿对角向上延伸的上壁。8.根据权利要求7所述的晶片处理设备，其中所述控制器控制在形成所述流入空间的两个收集桶中被提供在较高位置处的收集桶的高度，以使得由所述晶片支撑装置支撑的所述晶片的水平平面的高度对应于所述流入空间的范围内的所述收集桶的上壁。9.根据权利要求8所述的晶片处理设备，其中所述控制器控制最大提升高度，以使得由所述晶片支撑装置支撑的所述晶片的所述水平平面的所述高度不低于在形成所述流入空间的所述两个收集桶中被提供在较高位置处的所述收集桶的侧壁的上端。10.根据权利要求5所述的晶片处理设备，还包括被对应地连接至所述多个收集桶以提升所述收集桶的升降机。11.根据权利要求10所述的晶片处理设备，其中所述收集桶由所述升降机单独地提升，并且其中，当所述多个收集桶中的被提供在第一收集桶上方的第二收集桶被升高的距离大
于所述第一收集桶被升高的距离时，所述流入空间的高度被增加一距离差。12.根据权利要求10所述的晶片处理设备，其中，当被连接至所述多个收集桶中的第一收集桶的第一升降机被驱动以升高所述第一收集桶时，被提供在所述第一收集桶上方的第二收集桶被堆叠在所述第一收集桶上并与所述第一收集桶一起升高。13.根据权利要求1所述的晶片处理设备，其中所述控制器确定所述晶片的表面的性质，并且将从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度控制为，在所述晶片的所述表面疏水的情况下比在所述晶片的所述表面亲水的情况下高。14.根据权利要求1所述的晶片处理设备，还包括用于提升所述晶片支撑装置的支撑驱动装置，其中与将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程相比，在将所述液体排放到所述晶片的所述背面的过程中，所述控制器通过将所述晶片的高度控制得更低来将从所述晶片到所述流入空间的所述上端的高度控制为更高。15.根据权利要求1所述的晶片处理设备，还包括位于所述处理室的上部处以感测所述液体被散射的量的散射传感器，其中基于从所述散射传感器接收的散射数据信号，所述控制器控制从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度。16.根据权利要求1所述的晶片处理设备，其中所述控制器基于所述晶片支撑装置的旋转速度、来自所述液体排放器的所述液体的排放量以及来自所述液体排放器的所述液体的排放速度中的至少一个，控制从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度。17.一种用于减少晶片处理设备中的处理液的散射的方法，所述晶片处理设备包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供以能够旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到所述晶片的正面和背面；以及处理室，用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收所述液体，所述方法包括：将从所述晶片到所述流入空间的上端的高度控制为，在将所述液体排放到所述晶片的所述背面的过程中比在将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程中高。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述处理室的提升高度被控制为使得，由所述晶片支撑装置支撑的所述晶片的水平平面的高度不低于形成所述流入空间的所述处理室的侧壁的上端。19.根据权利要求17所述的方法，其中，在将所述液体排放到所述晶片的所述背面的过程之前，所述晶片的表面的性质被确定，并且从所述晶片到所述流入空间的所述上端的所述高度被控制为，在所述晶片的所述表面疏水的情况下比在所述晶片的所述表面亲水的情况下高。20.一种晶片处理设备，用于减少在将液体排放到晶片的背面的过程中所述液体的散射，所述晶片处理设备包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供为能够旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到所述晶片的正面和背面；处理室，用于提供包围所述晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收所述液体；以及控制器，用于将从所述晶片到所述流入空间的上端的高度控制为，在将所述液体排放
到所述晶片的面向所述晶片支撑装置的所述背面的过程中比在将所述液体排放到所述晶片的所述正面的过程中高，其中所述处理室包括多个收集桶，所述多个收集桶沿着竖直方向来设置，并且每个收集桶包括侧壁以及从所述侧壁的上端向内且沿对角向上延伸的上壁，并且其中所述控制器控制最大提升高度，以使得由所述晶片支撑装置支撑的所述晶片的水平平面的高度不低于在形成所述流入空间的两个收集桶中被提供在较高位置处的收集桶的侧壁的上端。

技术总结
提供了一种晶片处理设备，包括：晶片支撑装置，用于支撑晶片并且被提供以可旋转；液体排放器，用于将用于处理的液体排放到晶片的正面和背面；处理室，用于提供包围晶片支撑装置的至少一个流入空间，并且被形成在竖直方向上以接收液体；以及控制器，用于将从晶片到流入空间的上端的高度控制为，在将液体排放到晶片的面向所述晶片支撑装置的所述背面的过程中比在将液体排放到晶片的正面的过程中高。比在将液体排放到晶片的正面的过程中高。比在将液体排放到晶片的正面的过程中高。


技术研发人员：金永珍 崔恩赫 崔叡珍
受保护的技术使用者：细美事有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/7/13